Beton ile ilgili işlerde suyun değişik görevleri vardır. Karışım suyu olarak, çimento ve agrega ile birlikte karılarak beton üretimini sağlamak,

Transkript

1 SU Beton ile ilgili işlerde suyun değişik görevleri vardır. Karışım suyu olarak, çimento ve agrega ile birlikte karılarak beton üretimini sağlamak, Kür suyu olarak, yerine yerleştirilmiş olan betonun yüzeyini ıslak tutarak içerisindeki suyun buharlaşmasını önlemek, böylece betonun içerisindeki kimyasal reaksiyonların devamını sağlamak, Yıkama suyu olarak, beton karışımına girecek agregaların yıkanmasını ve betonun karılma işlemi tamamlandıktan sonra betonyerin temizlenmesini sağlamak. Karışım suyu Karışım suyunun iki önemli görevi bulunmaktadır. Çimento ile birleşerek hidratasyonun oluşmasını sağlamak, Betonun karılma işleminde agrega ve çimento tanelerinin yüzeyini ıslatarak üretilen taze beton karışımında istenen işlenebilmeyi sağlamak.

2 Beton karışımında kullanılacak suyun içerisinde istenmeyen miktarda yabancı maddelerin bulunması durumunda, çimento ve su arasındaki kimyasal reaksiyonların hızı ve hidratasyonun ne ölçüde gerçekleşeceği etkilenmektedir. Buna bağlı olarak, taze betonun priz (katılaşma) süresi, sertleşmiş betonun dayanımı ve dayanıklılığı etkilenmiş olacaktır. Ayrıca betonarme yapılardaki donatılar daha çabuk veya daha çok miktarda korozyona uğrayabilmektedir. Beton üretiminde, beton karışımının içerisindeki çimentonun hidratasyonunu sağlayabilecek ve taze betonun işlenebilmesini kolaylaştıracak miktarda su kullanılmalıdır. Gerekenden az su kullanılması durumunda, yeterli hidratasyon ve işlenebilme elde edilememektedir. Gerekenden fazla miktarda su kullanılmasında ise, sertleşmiş betonun dayanıklılığı ve dayanımı azalmaktadır. Kür suyu

3 Betondan istenilen dayanım ve dayanıklılığın elde edilebilmesi için, karışımda yer alan su ile çimento arasındaki hidratasyonun engellenmemesi gerekmektedir. Bu nedenle, yerine yerleştirilmiş taze betonun içerisindeki suyun buharlaşarak azalmaması için, taze betonda ilk bir-iki hafta boyunca çeşitli kür yöntemleri uygulanmaktadır. En çok kullanılan kür yöntemi, betonun yüzeyinin sulanması veya ıslak çuvalbez ile sarılmasıdır. Kullanılacak kür suyu karışım içinde kullanılan su kadar önemli olmasa da, betonda kimyasal reaksiyonlar ve beton yüzeyinde leke oluşturacak yabancı maddeler içermemelidir. Yıkama suyu Beton yapımında kullanılacak olan agregalarda bulunabilecek kil, silt ve organik maddeler beton özelliklerini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu maddeleri yıkamada kullanılacak olan su fazla miktarda yabancı madde içerirse, agrega taneleri kuruduktan sonra agrega taneleri yüzeyine yapışan bu yabancı

4 maddeler, beton üretimi esnasında karışım içerisine girmekte ve zararlı olabilmektedir. Beton karılmasında kullanılan betonyeri temizlemek amacıyla kullanılan suyun içerisinde betona zarar verebilecek yabancı maddeler bulunmamalıdır. Zira, yıkama işleminden sonra, zararlı olabilecek madde betonyerin içine yapışmakta ve bir sonraki beton karma işleminde betonun içerisine karışabilmektedir. Beton karışım suları ve içindeki yabancı maddeler Şehir ve kasabalardaki sularda, genellikle belediyelerin sağladığı içme suları kullanılmaktadır. Kırsal kesimlerde ise, çeşme, nehir, kuyu, derelerden, göllerden hatta denizlerden elde edilen sular beton yapımında kullanılmaktadır. Değişik suların içerisinde, değişik miktarlarda yabancı maddeler bulunabilmektedir. Bu maddeler; kil, silt, yosunlu madde, şeker, kalsiyum, magnezyum, sodyum, klorür, sülfat, değişik türdeki tuzlar, asitler ve yağlardır.

5 İçilebilir nitelikteki şehir suları da saf değildir ve içerisinde değişik miktarlarda yabancı maddeler bulunmaktadır. Tablo. Değişik şehir sularına ait tipik analizler Yabancı madde A şehri (mg/litre) B şehri (mg/litre) Silika, SiO2 Demir, Fe Kalsiyum, Ca Magnezyum, Mg Sodyum, Na Potasyum, K Bikarbonat, HCO3 Sülfat, SO4 Klorür, Cl Nitrat, NO3 Toplam Beton karışım suyundaki aşırı yabancı madde miktarının beton özelliklerine etkisi

6 Karışım suyu içerisindeki değişik türdeki yabancı maddeler, miktarlarına bağlı olarak taze ve sertleşmiş betonun özelliklerini önemli derecede etkilemektedir. Kil ve silt içeren sular (bulanık sular) Karışım suyu içerisindeki kil, silt ve taşunu gibi maddelerin oranının %0.2 den fazla olması durumunda, betonun işlenebilirliği azalmaktadır. Belirli bir kıvam elde edebilmek için çok su kullanmak gerekir. Bu durumda, betonun büzülmesi artmakta, dayanımı ve dayanıklılığı azalmaktadır. Ayrıca betonun yüzünde lekeler oluşmaktadır. Organik maddeler, şeker ve yosun Karşım suyunda bir miktar humusun veya bitki liflerinin yer alması durumunda, bu maddelerin içerdiği tannik asit, taze betonun priz sürelerini (katılaşma süresi) geciktirmekte ve betonun basınç dayanımını azaltmaktadır. Sudaki şeker miktarının %0.05 den fazla olması istenmemektedir. Bu miktardan daha az şeker

7 bulunması, çimentodaki prizi geciktirmektedir. Bu miktardan daha fazla şeker olması durumunda (%0.05- %0.15) çimentonun prizini hızlandırmaktadır. Bu durumda, betonun 7 ve 28 günlük dayanımlarında bir miktar arma gözlenmektedir. Şeker miktarı %0.25 çıktığında priz çok daha hızlı olmakla birlikte, 28 günlük beton basınç dayanımında çok önemli azalmalar olmaktadır. Bataklıklardan elde edilen suların içerisinde yosun (algbir tür bakteri) bulunmaktadır. İçerisinde yosun bulunan sular, betonun içerisine çok miktarda hava sürüklenmesine ve betonun dayanımında önemli azalmalara neden olmaktadır. Yağ Endüstriyel atık sularda bazen bir miktar mineral yağlar bulunmaktadır. Bu yağlar bitkisel yağlar kadar zararlı olmasa da, yine de fazla miktarda bulunması istenmez. Çimentonun ağırlığının %2 sinden fazla

8 mineral yağ içeren sularla yapılan betonların basınç dayanımlarında %20 civarında azalma olmaktadır. Karbonatlar ve bikarbonatlar Kalsiyum bikarbonat (Ca(HCO3)2) ve magnezyum bikarbonat (Mg(HCO3)2) içeren sulardaki kalsiyum ve magnezyum iyonları su içerisinde kolayca erimemektedir. %0.04 ün üzerinde bulunduğunda betonun dayanımını olumsuz etkilemektedir. Alkali karbonatlar ve bikarbonatlar çimento hamurunun priz süresini etkilemektedir. Sodyum karbonatlar priz süresini kısaltarak ani prize neden olabilmektedirler. Kalsiyum klorür, sodyum klorür ve magnezyum klorür Beton yapımında kullanılacak suyun içerisinde klor iyonlarının fazla olması durumunda, ilk günlerdeki dayanım biraz fazla olmakta ancak nihai dayanımda %30 lara varan azalmalar olabilmektedir.

9 Ayrıca klor iyonları beton içerisinde bulunan donatıların korozyonunu hızlandırmaktadır. Bu nedenle az klorlu su tercih edilir. Sodyum sülfat, magnezyum sülfat Karışım suyunun içerisinde fazla miktarda sülfat bulunması durumunda, çimentonun C3A ana bileşeni ile sülfat arasında oluşan reaksiyonlar sonucunda çok büyük genleşme kapasitesine sahip olan etrenjit oluşmakta ve sertleşmiş beton çatlayıp kırılabilmektedir. Fosfat, arsenat, borat, demir tuzları Yeraltı sularında %0.002-%0.003 den fazla demir bulunmamaktadır. Bu maddelerin su içerisinde fazla bulunması durumunda, taze betonun prizi gecikmekte ve dayanımı azalmaktadır. Asitli maden suları fazla miktarda demir içerebilmektedir. Su içinde %4 ten fazla demir iyonunun bulunması durumunda hem priz gecikmekte hem de dayanım azalmaktadır. Asitler

10 Su içinde fazla miktarda hidroklorik asit, sülfürik asit, asetik asit (sirke asiti) ve laktik asit (süt asiti) gibi organik asitlerin bulunması durumunda, betonun içerisinde çimentonun hidratasyonu sonucunda oluşan kalsiyum hidroksitin çözünmesi meydana gelecektir. Kapilerite olayı etkisiyle yüzeye çıkan tuzlu sular buharlaşmakta ve beton yüzeyinde çiçeklenme oluşmaktadır. Beton içerisindeki kalsiyum hidroksitin çözünmesiyle, betonda gözenekler oluşmakta ve dayanım ve dayanıklılık olumsuz etkilenmektedir. Sodyum hidroksit ve potasyum hidroksit (alkalinler) Su içinde fazla miktarda olursa, reaktif agregalar içeren betonlarda alkali-agrega reaksiyonuna yol açabilmektedir. Büyük genleşmelere neden olan alkalisilika jellerinin oluşmasıyla sertleşmiş betonun dayanıklılığı önemli derecede etkilenmektedir.

11 Deniz suyunun beton özelliklerine etkisi Deniz sularındaki tuzların yaklaşık olarak %78 ini sodyum klorür ve %10 unu magnezyum klorür oluşturmaktadır. Beton karışımında deniz suyu kullanılması; Betonun prizini hızlandırmakta, ilk günlerdeki dayanımı bir miktar artırmakta fakat nihai dayanımda %10-%20 zalma yapmaktadır. Betonarme donatısında korozyon artmaktadır. Bu nedenle öngerilmeli betonların yapımında kesinlikle kullanılmamalıdır. Hatta normal betonarme yapılarda da kullanımından kaçınılmalıdır. Betonlarda çiçeklenme oluşturmakta, betonun görüntüsünü bozmaktadır. Tablo Deniz sularındaki tuzlar Tuz NaCl MgCl2 MgSO4 CaSO4 CaCl2 Akdeniz Okyanus

12 Beton karışımına uygun suyun tanımı Su içilebilir ise, beton karışımında kullanılabilir. Beton karışımında kullanılmaya uygun su, betonun prizine, dayanımına, dayanıklılığına ve görünümüne olumsuz etki yapabilecek türde ve miktarda yabancı miktarda madde içermeyen su dur. TS 500 de, karışım suyu asit reaksiyon göstermemelidir (ph > 7). Tuz miktarı en çok 15 g/lt olmalıdır. Madeni tuz miktarı 2g/lt yi geçmemelidir. İngiliz standardında (BS 3148), karışım suyu içerisinde bulunabilecek maddelerin sınırlaması şöyledir; Kalsiyum+magnezyum+sodyum+potasyum++bikarbonat +sülfat+klorür +nitrat gibi iyonların toplam miktarı en fazla 2000 mg/litre Sülfatlar (SO3) olarak en fazla 1000 mg/litre Alkali karbonatlar ve bikarbonatlar en fazla 1000 mg/litre Klorür toplam miktarı en fazla 500 mg/litre

13 İngiliz standardına göre betonarme yapılarda deniz suyu kullanılamaz. Karışım suyunun uygunluğunun araştırılması Suyun kokusu, rengi ve tadı alışılmıştan farklı ise veya su bulanık ise veya karıştırıldığında gaz çıkartıyor, köpük oluşuyor ise, bu sulara şüphe ile bakmak gerekir. Uygun olup olmadığı üç değişik yöntemle tespit edilir; Kimyasal analiz yöntemi ile, Su numunesinin ph değeri, kokusu, sertliği, magnezyum, amonyum, sülfat, klorür içerikleri kimyasal analizle bulunur. Suyun priz süresine etkisi, Çimento ile saf su kullanılarak priz süresi bulunur. Çimento ile şüpheli su kullanılarak priz süresi bulunur. Priz başlama süreleri arasındaki fark en fazla 30 dakika ise uygundur. Suyun beton dayanımına etkisinin araştırılması, Şüpheli su ve iyi su ayrı ayrı kullanılarak iki beton karışımı yapılır. Numune sayısı 7 günlük dayanım için 3 adet, 28 günlük dayanım için 3 adet olmak üzere toplam

14 6 adettir. Şüpheli su ile elde edilen dayanım değerleri, iyi su ile yapılmış olanların dayanım değerinin %90 nını sağlıyorsa uygundur. Beton küründe kullanılacak suyun kalitesi Çimento harcından veya alçıdan, bir yüzü üzerine dökülen suyu tutacak numuneler hazırlanır. Numuneler üzerine su dökülür ve mercekle veya sıcaklık veren lamba ile su buharlaştırılır. Saf sudan ve şüpheli suyun numune üzerinde bıraktığı renkler karşılaştırılır ve buna göre karar verilir. Anlama soruları 1) Su içerisindeki sülfat iyonu konsantrasyonundan ne anlıyorsunuz? 2) Su içerisindeki katı madde miktarından ne anlıyorsunuz? 3) Bir beton mikserinin yıkanmasından elde edilen atık su, beton karışım suyu olarak kullanılabilir mi? Niçin? 4) Betonun küründe kullanılacak suyun muhtevası ne olmalıdır? 5) İçtiğimiz su daima karşım suyu olarak uygun mudur?

15 6) Deniz suyunu karışım suyu olarak kullanmanın tehlikeleri nelerdir? 7) Karışım suyunun uygun olup olmadığının tespiti için yapılan deneyler nelerdir? 8) Fabrikalardaki atık suların beton karışım suyu olarak kullanılması uygun mudur? 9) Çok fazla miktarda organik madde içeren sular, karışım suyu olarak kullanılabilir mi? Kaynaklar Erdoğan TY, Beton, ODTÜ Yayınları, (%90) Mindess S and Young JF, Concrete. (%5) Neville MA, Brooks JJ, Concrete Technology. (%5)

16 Ad Soyad : No: Do ru: a b c a b c a b c a b c 1 O O O 19 O O O 37 O O O 55 O O O 2 O O O 20 O O O 38 O O O 56 O O O 3 O O O 21 O O O 39 O O O 57 O O O 4 O O O 22 O O O 40 O O O 58 O O O 5 O O O 23 O O O 41 O O O 59 O O O 6 O O O 24 O O O 42 O O O 60 O O O 7 O O O 25 O O O 43 O O O 61 O O O 8 O O O 26 O O O 44 O O O 62 O O O 9 O O O 27 O O O 45 O O O 63 O O O 10 O O O 28 O O O 46 O O O 64 O O O 11 O O O 29 O O O 47 O O O 65 O O O 12 O O O 30 O O O 48 O O O 66 O O O 13 O O O 31 O O O 49 O O O 67 O O O 14 O O O 32 O O O 50 O O O 68 O O O

17 15 O O O 33 O O O 51 O O O 69 O O O 16 O O O 34 O O O 52 O O O 17 O O O 35 O O O 53 O O O 18 O O O 36 O O O 54 O O O Ad Soyad : No: Do ru: a O O O O O O O O O O O O O O O b O O O O O O O O O O O O O O O c O O O O O O O O O O O O O O O a O O O O O O O O O O O O O O O b O O O O O O O O O O O O O O O

18 c O O O O O O O O O O O O O O O a O O O O O O O O O O O O O O O b O O O O O O O O O O O O O O O c O O O O O O O O O O O O O O O a O O O O O O O O O O O O O O O b O O O O O O O O O O O O O O O c O O O O O O O O O O O O O O O a O O O O O O O O O b O O O O O O O O O c O O O O O O O O O

19 ATLAR TEPİŞİR, ARADA EŞEKLER EZİLİR. Kırgız Atasözü

20